Als waargenomen klimaatvariabelen zoals temperatuur of neerslag in de loop van de tijd veranderen, het roept de vraag op of menselijke invloed een rol speelt. Om dit te onderzoeken, wetenschappers passen een methode toe om causale verbanden te schatten.

Het feit dat de door de mens uitgestoten broeikasgassen het mondiale klimaatsysteem veranderen, is wetenschappelijk onomstreden. Klimaatonderzoekers kijken vaak met hun modellen naar de toekomst en proberen te berekenen hoe de toenemende concentratie van CO2 in de atmosfeer verschillende klimaatvariabelen zoals temperatuur of neerslag zal beïnvloeden.

Echter, we ervaren ook het weer en klimaat in het heden:bijvoorbeeld, Zwitserland is de afgelopen eeuw steeds warmer geworden. Als uitzonderlijk warme zomers steeds vaker voorkomen, het roept al snel de vraag op hoe menselijk handelen het huidige en vroegere klimaat beïnvloedt. Maar hoe kunnen we onderzoeken of een waargenomen verandering in het klimaat wordt veroorzaakt door door de mens veroorzaakte klimaatverandering of eenvoudigweg te wijten is aan natuurlijk voorkomende fluctuaties?

We hebben maar één wereld

Helaas, we kunnen deze vraag als wetenschappers niet experimenteel testen. De reden is even banaal als serieus:we hebben maar één wereld. We kunnen geen klassieke experimenten uitvoeren waarin we een klimaat met menselijke invloed contrasteren met een klimaat zonder menselijke invloed.

Wat is er voor ons beschikbaar, echter, zijn lange observatiereeksen voor neerslag, water niveau, temperatuur, aantal stormen en vele andere gemeten parameters. Om te testen of deze klimaatvariabelen worden beïnvloed door de toenemende uitstoot van broeikasgassen door menselijke activiteiten, wetenschappers hebben de detectie- en attributiemethode ontwikkeld.

Oorzaak en gevolg beoordelen in het model

De methode omvat een gecombineerde analyse van lange waarnemingsreeksen en simulatie-experimenten waarin klimaatmodellen worden berekend met en zonder menselijke invloed om ze te vergelijken met de feitelijke waarnemingen. Als deze laatste alleen worden gereproduceerd door de simulaties met emissies, geconcludeerd kan worden dat door de mens veroorzaakte klimaatverandering aantoonbaar is in de waarnemingen.

Echter, er moet ook rekening worden gehouden met de mogelijkheid van natuurlijke fluctuaties die ten grondslag liggen aan een waargenomen verandering:niet elke zomer is even warm en niet elke winter is er sneeuw. Dit kan worden uitgesloten door herhaaldelijk klimaatmodellen te gebruiken om het bereik van deze fluctuaties te simuleren. Hoe meer de waarneming afwijkt van het bereik van natuurlijke klimaatschommelingen, hoe betrouwbaarder de conclusie dat door de mens veroorzaakte klimaatverandering de waarneming beïnvloedt.

De detectie- en attributiemethode is een belangrijk instrument voor klimaatonderzoek en werd gebruikt in het laatste VN-klimaatrapport in het hoofdstuk over het bewijs van door de mens veroorzaakte klimaatverandering. Echter, de methode heeft zwakke punten. Het is niet altijd duidelijk of klimaatmodellen het bereik van natuurlijke fluctuaties correct inschatten, en de mogelijkheid dat een waargenomen verandering is veroorzaakt door een proces dat niet in de klimaatmodellen is opgenomen, kan nooit helemaal worden uitgesloten. Ondanks deze problemen, de methode kan overtuigend bewijs leveren in een redenering.

Klimaatverandering drukt zijn stempel op watervoorraden

Een voorbeeld:in een recente studie gepubliceerd in het tijdschrift Natuur Klimaatverandering , we hebben de detectie- en attributiemethode kunnen gebruiken om aan te tonen dat de waargenomen afname van de zoetwatervoorraden in Zuid-Europa zeer waarschijnlijk verband houdt met de toenemende uitstoot van broeikasgassen.

We analyseerden observatiereeksen over de afvoer van enkele honderden kleine rivieren van 1956 tot 2005 en vergeleken deze met klimaatmodellen. Uit de waarnemingen blijkt dat er in Zuid-Europa de laatste decennia een tendens is geweest naar drogere omstandigheden, terwijl het noorden de neiging heeft om natter te worden. Klimaatmodellen weerspiegelen dit patroon alleen wanneer de menselijke uitstoot van broeikasgassen in aanmerking wordt genomen.

Hoewel factoren zoals natuurlijke klimaatvariabiliteit en menselijk watergebruik (bijvoorbeeld irrigatie) ook een rol spelen, algemeen, de resultaten tonen duidelijk aan dat de klimaatverandering de Europese watervoorraden nu al aantast, en dat toenemende watertekorten in Zuid-Europa een waarschijnlijk gevolg zijn in de toekomst.